CN114001995A - 一种新型振动钢轮性能试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种新型振动钢轮性能试验装置及方法，包括振动钢轮及用以放置振动钢轮的试验台主体；试验台主体两侧分别对称设置有固定架，固定架包括机架，机架上固定有油缸，油缸的伸缩端固定连接有配重架，配重架配合有配重块，配重架上滑动连接有钢轮连接架，钢轮连接架能够在外力作用下对振动钢轮从其两端相向施加轴向方向的力；本发明采用配重架模拟压路机前车架重量，通过改变配重块的重量，优化前车架与振动钢轮的质量比；从两个钢轮连接架的外侧对钢轮连接架施加外部压力，模拟加载实际压路机中振动钢轮两侧的相对的预紧力，为振动钢轮的设计优化提供数据积累，缩短了振动钢轮的试验周期。

Description

一种新型振动钢轮性能试验装置及方法

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种新型振动钢轮性能试验装置及方法。

背景技术

振动压路机是用于基础压实的重要工程机械。生产制造过程中，对振动压路机进行整车性能测试已成为必要的工序之一。传统的整车室外场地测试由于受气候、场地、噪声以及驾驶人员操作水平等方面的限制，测试程序和数据的规范性和一致性很难得到保证。

在振动压路机的部件中，振动钢轮的工作性能和可靠性直接影响建筑材料的压实质量和压实效率。现有技术中，对振动钢轮的振动参数测试、减振性能、驱动性能以及可靠性试验等均采用整机试验的方法，这种方法不能满足对不同规格的振动钢轮测试的需求。此外，在振动钢轮性能试验中，前车架的重量、振动钢轮两侧的水平加载力等对振动钢轮与车身连接处的减振性能具有较大的影响，整机试验的方法不方便调节前车架重量和振动钢轮两侧的水平加载力，不利于积累原始试验数据，用于新型振动钢轮的研发。

发明内容

一、要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种新型振动钢轮性能试验装置及方法，简单可靠，节约试验成本，可以更加方便快捷地开展钢轮性能试验和参数验证，为企业生产振动压路机提供原始数据积累、工作参数优化及可靠性分析。

二、技术方案

本发明的通过如下技术方案实现：本发明提出了一种新型振动钢轮性能试验装置，包括振动钢轮及用以放置振动钢轮的试验台主体；所述试验台主体两侧分别对称设置有固定架，所述固定架包括机架，所述机架上固定有油缸，所述油缸的伸缩端固定连接有配重架，所述配重架可拆卸地配合有多个配重块，所述配重架上滑动连接有钢轮连接架，所述钢轮连接架能够在外力作用下滑动贴合至振动钢轮的端面、并对振动钢轮从其两端相向施加轴向方向的力。

进一步而言，所述机架内外侧面的两边处分别固定连接有竖直导轨，每根所述竖直导轨上分别滑动连接有两个滑动座，所述配重架与八个滑动座之间均固定连接；所述配重架的内顶部和底部分别固定连接有两根水平导轨，所述钢轮连接架的顶部和底部分别连接有与水平导轨一一对应滑动连接的滑动板。

进一步而言，所述振动钢轮的两端分别连接有多个橡胶减振块，所述橡胶减振块的外端固定连接有内连接板，所述内连接板与钢轮连接架可拆卸连接。

进一步而言，所述试验台主体包括主底座，所述主底座上方固定连接有两组并列平行设置的多个支撑轴承座；单列的多个所述支撑轴承座间同轴连接有多个减振轮胎，所述振动钢轮水平放置在两列减振轮胎之间。

进一步而言，所述主底座下方安装有橡胶减振器组。

一种新型振动钢轮性能试验方法，包括以下步骤：

S1：计算出模拟试验的压路机前车架的重量，将等重的配重块安装连接在配重架上，将振动钢轮水平放置在振动轮胎上方；

S2：启动油缸带动配重架整体提升，直至钢轮连接架与振动钢轮的内连接板位于同一高度；

S3：通过外力推压钢轮连接架，使得钢轮连接架沿着水平导轨滑动靠近内连接板，直至内连接板与钢轮连接架相互贴合；

S4：连接钢轮连接架与内连接板，继续通过外力推压钢轮连接架，使振动钢轮两侧的两个钢轮连接架相向滑动靠近，钢轮连接架对振动钢轮的两端施加轴向方向的力，实现加载；

S5：启动油缸放下配重架，开展振动钢轮试验，测量振动钢轮的各项性能，并对不同变量条件下振动钢轮性能的变化研究，积累数据，为进一步优化设计提供参考。

三、有益效果

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

1、本发明提到的一种新型振动钢轮性能试验装置及方法，采用配重架模拟压路机前车架重量，验证振动钢轮的振动参数是否符合设计要求，并可通过改变配重块的重量，优化前车架与振动钢轮的质量比；快速为振动钢轮的设计优化提供数据积累，缩短了振动钢轮的试验周期。

2、从两个钢轮连接架的外侧对钢轮连接架施加外部压力，模拟加载实际压路机中振动钢轮两侧的相对的预紧力，改变橡胶减振块的预压缩量，通过分析不同预压缩量时的动态减振性能，为橡胶减振块的设计提供参考。

3、在试验台下方具有减振轮胎和橡胶减振器组的二级减振系统，有效减弱了在试验过程中对地基等周围环境的影响。

附图说明

图1是本发明的整体装配图；

图2是固定架的结构示意图；

图3是固定架的主视图；

图4是试验台主体的主视图；

1-振动钢轮；101-内连接板；102-橡胶减振块；2-试验台主体；201-主底座；202-支撑轴承座；203-减振轮胎；204-橡胶减振器组；3-固定架；301-机架；302-油缸；303-竖直导轨；304-配重架；305-水平导轨；306-钢轮连接架；307-配重块；308-滑动座；309-滑动板；310-侧底座；311-横梁。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提到的一种新型振动钢轮性能试验装置，包括振动钢轮1和用以放置振动钢轮1、方便进行试验的试验台主体2。在试验台主体2的两侧分别对称固定设置有固定架3，固定架3用以对振动钢轮1加载影响其性能的模拟变量。

请参阅图2、图3，固定架3包括其主体支撑作用的机架301，机架301上焊接有用以增强机架301整体强度的横梁311；在机架301上方固定连接有伸缩端朝下的油缸302，机架301的内外侧面的两边处分别固定连接有竖直导轨303，每根竖直导轨303上分别滑动连接有两个滑动座308，油缸302的伸缩端处连接有配重架304，配重架304与八个滑动座308之间均固定连接，因而，配重架304可以在油缸302的驱动下沿着竖直导轨303实现整体竖直升降，改变其高度；机架301的下方设置有用以稳定安装机架301的侧底座310。

请参阅图2、图3，配重架304上固定安装有四根水平导轨305，配重架304上配合设有钢轮连接架306，四根水平导轨305分别位于钢轮连接架306的上下两侧，在钢轮连接架306的顶部和底部上分别固定连接有两个滑动板309，四个滑动板309分别四根与水平导轨305滑动连接，钢轮连接架306可沿着水平导轨305向靠近振动钢轮1的端面方向滑动、并在外力作用下从振动钢轮1的两端相向施加轴向方向的力；此外，该配重架304配合设有多个配重块307，通过调整配重块307的重量，能够调节配重架304的整体重量，从而模拟前车架在实际中对振动钢轮1性能的影响。

请参阅1、图4，试验台主体2包括主底座201，主底座201上方固定连接有两组并列平行设置的多个支撑轴承座202；单列的多个支撑轴承座202间同轴连接有多个减振轮胎203，具体而言，减振轮胎203之间的轴心距为调节的，从而可以在两列减振轮胎203之间适应放置不同尺寸的振动钢轮1。为减弱振动钢轮1在试验中对周围环境的振动影响、对地基的破坏，减振轮胎203起到了第一级的减振效果，此外，在主底座201下方安装有橡胶减振器组204，从而起到第二级的减振效果；在二级减振系统的作用下，实现在室内全天候环境下试验操作的可实施性，保护地基。

本发明中的振动钢轮1主体部分具有常见的结构，其通过内部带有偏心块的振动轴高速旋转产生离心力，对地面激振。在振动钢轮1的两端连接有多个承受剪切力的橡胶减振块102，橡胶减振块102外端固定有用以安装连接的内连接板101。本装置中，内连接板101与钢轮连接架306连接，进行模拟试验。

本实施例中提出了一种新型振动钢轮1性能试验装置的实施方法，包括以下步骤：

步骤一：计算出模拟试验的压路机前车架的重量，将等重的配重块307安装连接在配重架304上，将振动钢轮1水平放置在振动轮胎上方；

步骤二：启动油缸302带动配重架304整体提升，直至钢轮连接架306与振动钢轮1的内连接板101位于同一高度；

步骤三：通过外力推压钢轮连接架306，使得钢轮连接架306沿着水平导轨305滑动靠近内连接板101，直至内连接板101与钢轮连接架306相互贴合；

步骤四：连接钢轮连接架306与内连接板101，继续通过外力推压钢轮连接架306，使振动钢轮1两侧的两个钢轮连接架306相向滑动靠近，钢轮连接架306对振动钢轮1的两端施加轴向方向的力，实现加载；

步骤五：启动油缸302放下配重架304，开展振动钢轮1试验，测量振动钢轮1的各项性能，并对不同变量条件下振动钢轮1性能的变化研究，积累数据，为进一步优化设计提供参考。

工作原理：将振动钢轮1置于振动轮胎的上方，在配重架304上放置配重块307以模拟前车架的重量，以便通过试验验证振动钢轮1的振动参数是否符合设计要求，并可通过加载不同重量的配重块307，调整优化前车架与振动钢轮1之间的质量比；启动油缸302带动配重架304沿着竖直导轨303整体提升，直至钢轮连接架306与振动钢轮1的内连接板101位于同一高度；通过千斤顶等外力推动钢轮连接架306沿水平导轨305滑动，钢轮连接架306向内连接板101出靠近贴合后，通过螺栓螺母等连接件将钢轮连接架306与内连接板101连接；继续加载，使得振动钢轮1两侧的两个钢轮连接架306沿振动钢轮1的轴向方向相互靠近，此时，橡胶减振块102受挤压而产生一定的预压缩量；启动油缸302放下配重架304，开展振动钢轮1试验。在振动钢轮1的振动过程中，通过观察橡胶减振块102在不同的预压缩量下对振动引发的剪切形变的抵抗能力，分析验证不同预压缩量时的动态减振性能，为橡胶减振块102的设计提供参考；此外，可通过红外位移传感器之类的设备实时监控并记录试验过程中振动钢轮1的振幅、振动频率等较为全面的数据。因而，本发明能够针对不同的振动尺寸的振动钢轮1，验证振动钢轮1配合连接与其不同质量比的前车架时、及橡胶减振块102在不同的预压缩量时的动态减振性能数据，快速为振动钢轮1的设计优化提供数据积累，缩短了振动钢轮1的试验周期。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种新型振动钢轮性能试验装置，其特征在于，包括振动钢轮及用以放置振动钢轮的试验台主体；所述试验台主体两侧分别对称设置有固定架，所述固定架包括机架，所述机架上固定有油缸，所述油缸的伸缩端固定连接有配重架，所述配重架可拆卸地配合有多个配重块，所述配重架上滑动连接有钢轮连接架，所述钢轮连接架能够在外力作用下滑动贴合至振动钢轮的端面、并对振动钢轮从其两端相向施加轴向方向的力。

2.根据权利要求1所述的一种新型振动钢轮性能试验装置，其特征在于，所述机架内外侧面的两边处分别固定连接有竖直导轨，每根所述竖直导轨上分别滑动连接有两个滑动座，所述配重架与八个滑动座之间均固定连接；所述配重架的内顶部和底部分别固定连接有两根水平导轨，所述钢轮连接架的顶部和底部分别连接有与水平导轨一一对应滑动连接的滑动板。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型振动钢轮性能试验装置，其特征在于，所述振动钢轮的两端分别连接有多个橡胶减振块，所述橡胶减振块的外端固定连接有内连接板，所述内连接板与钢轮连接架可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种新型振动钢轮性能试验装置，其特征在于，所述试验台主体包括主底座，所述主底座上方固定连接有两组并列平行设置的多个支撑轴承座；单列的多个所述支撑轴承座间同轴连接有多个减振轮胎，所述振动钢轮水平放置在两列减振轮胎之间。

5.根据权利要求4所述的一种新型振动钢轮性能试验装置，其特征在于，所述主底座下方安装有橡胶减振器组。

6.一种新型振动钢轮性能试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：计算出模拟试验的压路机前车架的重量，将等重的配重块安装连接在配重架上，将振动钢轮水平放置在振动轮胎上方；

S2：启动油缸带动配重架整体提升，直至钢轮连接架与振动钢轮的内连接板位于同一高度；

S3：通过外力推压钢轮连接架，使得钢轮连接架沿着水平导轨滑动靠近内连接板，直至内连接板与钢轮连接架相互贴合；

S4：连接钢轮连接架与内连接板，继续通过外力推压钢轮连接架，使振动钢轮两侧的两个钢轮连接架相向滑动靠近，钢轮连接架对振动钢轮的两端施加轴向方向的力，实现加载；

S5：启动油缸放下配重架，开展振动钢轮试验，测量振动钢轮的各项性能，并对不同变量条件下振动钢轮性能的变化研究，积累数据，为进一步优化设计提供参考。

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